천체 관측 최악의 방해꾼 빛공해

<서울의 야경>

얼마 전 서울 N타워 방문 후기에 대한 글을 포스팅 하였습니다. 서울의 야경이 아름답다는 분들이 많으며, 이해가 가는 부분이긴 합니다. 하지만 저의 경우 서울 남산 꼭대기에서 바라본 서울의 인공 조명들, 솔찍히 좀 징그러웠습니다. 별이 보여야 할 하늘에 별은 단 하나도 보이지 않았고, 오로지 도시의 불빛 뿐이었습니다. 

위의 사진은 제 블로그의 메인 사진이기도 한, 태기산에서 촬영한 은하수입니다. 서울의 밤하늘과 태기산의 밤하늘 중 어느 밤하늘이 얘쁘냐 묻는다면, 당연히 태기산의 밤하늘일 것입니다. 

 

하지만 안타깝게도, 한국 사람들의 대부분은 큰 도시에서 살고 있고, 아마 평생 저렇게 아름다운 밤하늘, 특히 은하수가 무엇인지 본 적이 없는 분들이 허다할 것입니다. 실제로 2015년도에 학생들과 고속버스 터미널에서 일반 시민들을 대상으로 빛공해에 대한 설문을 해 본적이 있었는데, 은하수를 본 적이 있느냐라는 질문에 거의 대부분의 분들이 본 적이 없다 대답하였습니다. 아래 사진이 당시 실시하였던 설문 조사의 결과입니다. 1번이 본 적이 있다, 2번에 본 적이 없다 입니다.

더욱 놀라운것은, 밤하늘에 은하수나 별이 보이지 않는 원인이 빛공해가 아닌 대기 오염때문이라 생각하시는 분들이 절반이 넘었습니다. 다행히도 이 경우 빛공해라고 알고 계신 분들이 절반에 가깝긴 하였습니다. 오늘 이야기 할 내용이 바로 빛공해에 대한 것입니다. 환경 파괴의 여러가지 요소에 대해서는 관심이 많지만, 의외로 빛공해에는 관심이 별로 없습니다. 이에 빛공해에 대해 알리고자 하는 포스팅을 작성하게 되었습니다.

<빛공해가 있을 때 밤하늘(왼쪽)과 실제 우리가 보아야 할 밤하늘(오른쪽)(출처 : https://dailyhive.com/mapped/famous-cities-without-pollution-photos)>

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  1. 개요

빛공해라는 것은 인공광에 의해 밤하늘의 밝기가 밝아지는 것을 의미합니다. 원래는 어두워야 할 밤하늘이 밝아지면서 생태계의 시간 리듬이 파괴됩니다. 이로인해 밤에 피는 꽃을 옮기는 벌의 행동에 변화가 발생하고, 비행능력을 방해합니다. 이는 조류에게도 나타나는 현상입니다. 또한 해로운 조류의 증가, 물고기의 폐사 원인, 식물의 광합성 작용에 혼란이 발생하여 생장에 방해를 받기도 합니다. 인체에도 악영향을 주는데, 어두울 때 분비되는 멜라토닌이 분비되지 않음으로서 암을 유발할 수도 있다는 연구 결과도 있습니다. 빛공해에 대한 피해만 써도 엄청나게 많기 때문에 여기서는 빛공해에 의해 별이 보이지 않는 현상만 다루고자 합니다. 특히 당시 아이들이 연구한 결과를 토대로 글을 써내려가 보고자 합니다. 아이들과 함께한 실험이기에 부족함이 다소 있습니다. 전문적인 연구 결과가 아닌만큼 이를 감안하여 가벼운 마음으로 보아 주시기 바랍니다. 하지만 당시 학생들은 엄청난 고생을 하였다는 것만 알아 주셨.....ㅠㅠ

** 출처 : 인공광의 형태에 따른 광공해에 미치는 영향과 광공해 최소화 방안에 대한 연구(강*겸, 박*혁, 방*진, 2015)

  2. 빛공해 비교하기

위 사진은 학생들과 원주 근교에서 촬영한 원주방향 사진입니다. 고도가 낮은 쪽에서 약간 노랗게 밝게 보이는 것이 원주의 빛공해 입니다.

위의 사진은 원주 반대방향, 즉 홍천방향의 밤하늘입니다. 원주방향의 밤하늘과는 확연히 대조될 정도로 빛공해가 적습니다.

 

  3. 빛공해 분석하기

 학생들과 빛공해에 영향을 주는 인공광의 요소에 대해 정량적으로 파악하기 위해 아래와 같은 실험장치를 만들었습니다.

4m, 2.5m ,1m고도에 각각 상방, 중방, 하방을 향하는 전구 3개를 단 뒤 각각의 영향이 밤하늘을 얼마나 밝게 하는지 직접 측정을 하였습니다. 실험을 했을 때 셈플 사진 몇 가지만 보겠습니다.

가. 전구의 방향

위 사진은 4m 높이에 설치한 상방을 향하는 전구(왼쪽)만 켰을때와 하방을 향하는 전구(오른쪽)만 켰을 때 입니다. 얼핏 보아도 왼쪽 사진이 밤하늘이 더 밝습니다. 아래 그래프는 4m 높이에서 전구가 하늘을 향할 때, 지면과 평행인 방향을 향할 때, 지면을 향할 때 3가지를 비교한 그래프입니다. 하늘을 향하는 전구에서 밤하늘의 상대 밝기가 46.76, 지면과 평행 방향에서 36.4, 지면을 향하는 방향에서 30.56이 나왔습니다. 하늘을 향하는 전구에서 지면을 향하는 전구보다 하늘의 밝기가 약 63.8%가 증가하였습니다.

나. 전구의 높이

전구의 높이를 달리했을 때에도 밝기에 변화가 있었습니다. 맨 왼쪽은 1m높이의 전구가 하늘을 향할 때, 가운데는 하늘을 향하는 2.5m 높이의 전구, 맨 오른쪽은 하늘을 향하는 4m 높이의 전구입니다. 4m 높이에서 하늘의 밝기가 가장 밝습니다.

4m 상방에서 46.76, 2.5m 상방에서 39.08, 1m 상방에서 33.07이었는데, 4m에서 하늘의 밝기가 가장 밝았습니다. 1m와 비교하였을 때 밝기가 72%정도 증가하였네요.

다. 전구의 색

빨간색, 녹색, 파란색 전구에 대해 하늘의 밝기가 어떻게 달라지는지도 보았습니다.

실험 결과 청색 빛이 하늘을 가장 밝게 하였고, 적색 빛이 가장 그 영향이 적었습니다.

  4. 빛공해를 줄일 수 있을까?

우리나라의 빛공해 정도는 전세계에서 2위일 정도로 심각하다고 합니다. 1위가 이탈리아, 2위가 대한민국이라네요. 인간 생활에 있어 이제 야간의 조명은 필수가 되어 버렸습니다. 아예 없앨 수 없다면, 최소화 해야겠죠.  

그렇다면 어떻게 해야 최소화 할 수 있을까요? 간단합니다. 빛이 하늘을 향하지 않도록 하면 됩니다. 아이들이 한 실험에서도 이는 여실히 증명됩니다. 또한, 휘황찬란한 전면 옥외광고를 최소화 하고 글자에만 빛이 들어가도록 하는 형태의 LED 옥외 광고를 늘리면 어느정도 최소화 할 수 있습니다.

  5. 전 세계 빛공해 조사하기

light pollution이라는 홈페이지에서 전세계 빛공해를 한 눈에 알아볼 수 있도록 만들었습니다. 아래 링크에서 확인 가능합니다.

Light pollution map

아래 그림은 2021년도 우리나라 주변 빛공해를 캡쳐한 것입니다. 우리나라 정말 징그럽게 심합니다. 중국도 엄청나구요. 의외로 일본은 도쿄와 같은 대도시를 제외하면 심하지 않습니다.

다소 고무적인 부분도 있습니다. 우리나라의 경우 2012년과 2021년을 비교했을 때, 2021년이 2012년보다 오히려 빛공해가 줄어들었습니다.

 

왼쪽이 2012년, 오른쪽이 2021년인데, 포스팅하며 자료를 좀 조사해 보니, 나름 빛공해를 줄이기 위한 노력을 많이 했다 하더군요. 하지만 우리나라 빛공해는 더 심해질 가능성이 높습니다. 이유는 간단합니다. 도시가 자꾸 확장하기 때문입니다. 멀쩡한 야산이나 들판이 한뼘이라도 있으면 어떻게든 건물올리고 도로를 깔아버려 내버려 두질 않거든요.

  6. 마치며

light pollution map에서 전세계 빛공해는 물론, 우리나라의 빛공해의 심각성을 한번 쯤 꼭 확인해 보시는것을 추천합니다. 빛공해가 심하다는 것을 인지할 수 있어야 아름다운 밤하늘을 보고싶은 욕심이 생길 수 있습니다.